JP4783424B2 - 熱可塑性のプラスチックからフィルムを製造する方法、フィルムならびにフィルムの使用 - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑性のプラスチックからフィルムを製造する方法、フィルムならびにフィルムの使用に関する。

背景技術
ＥＰ１１１７７３１Ｂ１には、光学的にほぼ等方性のポリカーボネートフィルムならびにこのフィルムを製造するチルロール法が記載されている。その際、垂直に下方に押出ノズルから流出する溶融物フィルムは接線方向、すなわちローラ表面に対して０゜の角度で、冷却されるローラ、すなわちチルロールローラに当てられる。フィルムは、１００００〜４００００の平均分子量Ｍｗを有する線状または分枝状のポリカーボネートから成る。この発明によるフィルムは例えば＜１％／＜１％の収縮（１９０℃／３０分 機械方向（Ｍａｃｈｉｎｅ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ：ＭＤ）／横方向（Ｔｒａｖｅｒｓｅ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ：ＴＤ））を有し得る。有利には、この発明によるフィルムはいずれの表面の領域にも、２角度分よりも大きな、直線偏光の偏向を有しない。光路差は例えば３１ｎｍであり、複屈折Δｎは４×１０^−４であり得る。引張試験時、例えばＩＳＯ５２７−３に基づいて３９％／３５％の破断伸びＭＤ／ＴＤが測定される。ノズルラインもしくは押出縞を回避するために、ノズルリップ領域内の内表面がＤＩＮ４７６８に基づいて０．０２５〜０．００２の粗さを有する押出ノズルを使用することが推奨される。このことはクロムめっきおよび研磨により達成され得る。

ＥＰ１２８５７４２Ａ２には、１０ｎｍ以下の僅かな位相差、＋／−１０角度分の「光軸のずれ（ｏｐｔｉｃａｌ ａｘｉｓ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）」および幅２ｃｍあたり最大２．４μｍの範囲の僅かな厚さ変動を有する、１００μｍ未満の厚さ範囲での光学的な使用のためのフィルムが記載されている。フィルムはチルロール法により製作される。有利な材料特性は特に、ポリマー溶融物の温度が押出ノズルからの流出後チルロールローラとの接触までプラスチックのガラス転移温度を上回る少なくとも３０℃に維持されることにより達成され得るべきである。この目的のために、押出ノズルからの流出部とチルロールローラへの載着点との間の経路は相対的に短く、例えば３０〜１５０ｍｍの範囲に選択され得る。流出する溶融物膜はそれに加えてハウジングにより熱的に遮蔽または付加的に加熱され得る。この方法は多数のプラスチック、特にノルボルネン−プラスチックのために適している。

ＵＳ５４７６１３４には、アルミニウム−鉄−合金から部品を製作するための、クロム−ニトリドでコーティングされた押出成形機が記載されている。この押出成形機は特に、０．３％未満の僅かな鉄製分を有するアルミニウム合金の製造時に押出成形機部品のエロージョンを減少するために適している。

ＥＰ３５１８８６（Ｂａｙｅｒ ＡＧ）には、石英ヒータにより加熱される、光学的に一軸の、複屈折するポリカーボネートフィルムを製造するキャスト法または押出成形法が記載されている。それにより、望ましくない複屈折をもはや障害にならない値に減じることが達成される。

特開平８−３３６８８３号公報には、熱可塑性のプラスチックからフィルムを押出成形する方法が記載されている。この場合、流出開口のエッジが３０μｍ以下の半径を有し、不均一性、つまり寸法誤差が＋／−２０％以下である押出ノズルが使用される。記載されたノズル幾何学形状は特に、望ましくない堆積物の形成に抗して働く。

特開平６−３３５９４９号公報には、熱可塑性のプラスチック、有利には例えばポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンオキシドまたはポリエーテルケトンからフィルムを押出成形する方法が記載されている。この場合、流出開口のエッジが３０μｍ以下の半径を有し、不均一性、つまり寸法誤差が＋／−２０％以下である押出ノズルが使用される。押出ノズルは鋼またはセラミックスから成ることができる。クロム、ニッケル、チタン、銅、亜鉛等のコーティングは、ノズル材料と、押出成形されるプラスチック材料との場合によっては生じる相互作用に抗して働く。記載されたノズル幾何学形状は特にノズルラインの形成に抗して働く。

特開２００２−０２８９４１号公報には、ポリビニルアルコールから偏光フィルムとして使用され得るフィルムを製造する方法が記載されている。厚さ変動が減じられたフィルムは、流出開口のエッジが２００μｍ以下の半径を有する押出ノズルが使用されると入手され得る。

特開２００３−２６７７５８号公報には、プラスチック被覆により光ファイバをコーティングする方法が記載されている。その際、流出開口のエッジが１０〜３０μｍの半径を有する押出ノズルが使用される。記載されたノズル幾何学形状は特に、ノズルエッジの領域におけるプラスチック堆積の形成に抗して働き、その結果、この方法は今やより長い生産時間にわたって障害なしに運転され得る。別の利点は、プラスチックコーティングがより僅かな厚さ変動を有するにすぎない点にある。

ＥＰ０５４７５６２Ａ１には、コーティング溶液を用いて、ローラを巡回する面状のウェブをコーティングする方法が記載されている。その際、コーティング溶液はワイドスリットノズルから半径方向で、すなわちローラ表面に対して９０°の角度で、コーティングしたいウェブ上に被着される。ローラの搬送運動により複層のウェブが生じる。急な被着角度により、被着されるコーティング溶液の量に関する絞りの効果が達成される。ローラに対するノズルの間隔またはノズルとローラとの間の相応のギャップが、著しく目標状態からずれると、複層ウェブの表面品質に対する悪影響、例えば線および縞の形成が発生し得る。方法の再現性および正確性に有利な形で影響を及ぼすために、それゆえ閉ループ制御回路を備えた、コーティングノズルの左右に設けられた間隔測定装置が装備されている。コーティングノズルの流出開口とローラとの間の間隔が目標値から外れると、ローラに対するコーティングノズルの位置は調節手段により相応に修正される。

ＥＰ１２０２２６１Ａ１は光学的な記憶媒体に関する。とりわけ、市販の押出成形されチルロール法で製造されたポリカーボネートフィルムおよび市販のキャスティングされたポリカーボネートフィルムの垂直複屈折が比較される。押出成形されたフィルムは０．０００２９の垂直複屈折値を有しており、キャスティングされたフィルムは０．０００６６の値を有している。

課題および解決策
プラスチックフィルムのための一連の使用分野、特に光学的なデータキャリアの分野は、僅かな光学的な複屈折の他に、フィルムの表面品質における一層の改善を要求する。特に、一層僅かな厚さ公差が、大きな面積にわたって、またはそれどころか全フィルム領域にわたって要求される。

ＥＰ１１１７７３１Ｂ１およびＥＰ１２８５７４２Ａ２は、光学的な分野での高い要求に十分な数ナノメートルの範囲の極端に僅かな複屈折特性を有するフィルムを製造する注目すべき解決策を開示している。表面特性に関して、ＥＰ１１１７７３１Ｂ１の思想によれば、表面のいずれの領域にも２角度分より大きな直線偏光の偏向を有しないフィルムが製造され得る。ＥＰ１２８５７４２Ａ２によれば、幅２ｃｍのあたり約２．４μｍの範囲の厚さ公差が実現され得る。

本発明の課題は、一方ではＥＰ１１１７７３１Ｂ１またはＥＰ１２８５７４２Ａ２の範囲の極度に良好な複屈折特性を有し、他方ではさらに改善された表面品質を達成する、プラスチックから成るフィルムを提供することである。フィルムはさらに全フィルム領域にわたってさらに僅かな厚さ公差を有していることが望ましい。改善された表面品質および厚さ公差は特に、光学的なデータキャリアのための高い要求を充足することが望ましく、それゆえ直径１２ｃｍの円形の面内の仕様を受けることが望ましい。

上記課題は、
熱可塑性のプラスチックを、エクストルーダと、ワイドスリット形状の流出開口を備えた押出ノズルと、ローラ台に固定され冷却されるローラ（チルロールローラ）とを有する押出機で溶融し、圧送し、面状の溶融物ウェブの形で押出ノズルの流出開口から流出させ、該溶融物ウェブを、冷却されるローラ（チルロールローラ）に接触させ、かつ冷却する、熱可塑性のプラスチックからフィルムを製造する方法において、
押出ノズルの流出開口と冷却されるローラ（チルロールローラ）の表面との間の間隔が運転状態で＋／−５０μｍよりも大きく時間的に変動しない押出機を使用する
ことにより解決される。

本発明による方法により製造可能もしくは入手可能な、１０〜１５０μｍの厚さと、垂直の透過時に最高１５ｎｍの光路差を惹起する面内複屈折と、最高０．０００４の垂直複屈折とを有する熱可塑性のプラスチックから成るフィルムは、表面のいずれの領域にも、０．８角度分より大きな、垂直に入射する光の偏向を有しておらず、かつ１２ｃｍの直径を有する円形の面積に関して、＋／−１％以下の厚さ公差を有していることにより特徴付けられる。

図面
本発明について以下の図面を参照しながら詳説するが、これらの実施形態に限定されるものではない。
図１：本発明による押出機を斜め横から見た概略図である。
図２：本発明による押出機を横（押出方向に対して横方向）から見た概略図である。
図３：本発明による押出機を前から見た概略図である。

符号リスト
１０＝押出ノズル
２０＝溶融物膜／フィルム
３０＝チルロールローラ
４０＝間隔測定センサ
５０＝ローラ台
６０＝剛性的な結合部
７０＝ピエゾアクチュエータ
８０＝間隔
９０＝制御器。

発明の実施
方法
本発明にとって重要なのは、チルロール溶融キャスト法（Ｃｈｉｌｌ−Ｒｏｌｌ−Ｓｃｈｍｅｌｚｅｇｉｅｓｓｖｅｒｆａｈｒｅｎ）の使用である。チルロール溶融キャスト法は以前より知られている（例えばＥＰ１１１７７３１Ｂ１またはＥＰ１２８５７４２Ａ２参照）。その際、押出ノズルから有利には垂直に下方に流出する溶融物膜は、個々の冷却されるローラ、チルロールローラまたはキャストローラに当てられて冷却される。

冷却ローラの表面への溶融物膜の当接は、ＥＰ１１１７７３１Ｂ１にあるように、有利にはほぼ接線方向で、特に有利には接線方向で行われる。「接線方向」とは、一般に垂直に押出ノズルから下方に流出する溶融物膜が、溶融物膜の片側にポジショニングされたローラの直近の表面に、その前に偏向を被ることなく、軽くもしくはまだ真っ直ぐに、理想的には０°の角度で接触し、ローラに引き続いて巻き掛かることができることを意味している。この角度はその際、溶融物の主流動方向のベクトルと、円形のローラ横断面の、溶融物の衝突点における接線のベクトルとにより形成される。「ほぼ接線方向」とは特に、半径方向を意味するのではなく、理想的な接線方向の接触から、場合によっては、例えば最高２０°までの角度で、ローラの接触のための溶融物膜の僅かな偏向が是認可能であることを意味している。後者はしかしそれほど有利ではない。冷却されるローラへの溶融物膜の接線方向での当接は、製品の品質にネガティブな影響を及ぼしかねない延伸または変形が回避されるか、または少なくとも僅かに維持されるという利点を有している。

押出ノズルからの流出部と冷却されるローラ（チルロールローラ）における当接点との間で、溶融物膜はある間隔もしくは距離を進行する。押出ノズルおよび冷却されるローラの幅にわたって、この間隔は、延伸が溶融物ウェブの幅にわたって発生しないように、（静止状態で）当然あらゆる箇所でほぼ一定であるべきである。押出方向での間隔は総じてできるだけ小さく維持されるべきである。有利には、押出ノズルからの溶融物のための流出点とチルロールローラにおける当接点との間の間隔は、静止状態で、５〜５００の範囲、有利には１０〜２５０の範囲、特に１５〜１５０ｍｍの範囲にある。運転状態で、間隔は、後述するように、振動に起因して数μｍの範囲で変動する。

溶融物膜はその際、特に有利には押出方向でまったく延伸されないか、または延伸されたとしても僅か５倍以下であるにすぎないことが望ましく、かつチルロールローラに衝突するもしくはそこに当てられる前にアクティブな冷却に曝されないことが望ましい。このことは、分子配向が発生せず、結果として得られるフィルムが高い度合の光学的な等方性を有しているという利点を有している。チルロール法はその点で特に、溶融物膜を対向して位置する２つのローラにより形成されるローラギャップに通す「カレンダ法（Ｇｌａｅｔｔｗｅｒｋｓｖｅｒｆａｈｒｅｎ）」とは区別される。

本発明は、本発明によるフィルムを製造する方法に関する。

熱可塑性のプラスチックは、エクストルーダと、溶融物ポンプと、ワイドスリット形状の流出開口を備えた押出ノズルとを備えた押出機で溶融され、圧送され、かつ面状の溶融物ウェブの形で押出ノズルの流出開口から吐出される。

有利には、溶融物ポンプと押出ノズルとの間に、異物を排除する溶融物フィルタが設けられている。フィルタインサートのメッシュサイズは例えば５〜５０μｍ、有利には例えば１０〜３０μｍであり得る。

押出ノズルにはさらに、ノズル流出領域に、自体公知の形式でプロファイリング工具が装備され得る。プロファイリング工具は、薄肉に構成された流出領域が調節部材、例えばボルト、伸張ボルトまたは圧電変換器の圧力作用下で相応に変形されることにより、流出する溶融物のプロファイルの微調整のために役立つ。適しているのは、例えばフレキシブルなリップまたはいわゆる「スーパーフレックスリップ（Ｓｕｐｅｒｆｌｅｘｌｉｐｐｅ）」（例えばＥＰ−Ａ３６７０２２参照）またはダイヤフラム（Ｇｒｏｓｓ他著：Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｅ８４（１９９４）１０、第１３５２頁〜第１３５８頁参照）としてのノズル出口領域の構成である。

溶融物ウェブは、個々の冷却されるローラ、いわゆるチルロールローラに当てられ冷却される。チルロールローラはその際、例えば１００〜２００℃、例えば１００〜１３０℃または１１０〜１２０℃の温度を有していることができる。

振動伝達の回避
低配向のフィルムの製作時のチルロール法の利点には、達成可能な厚さ公差が押出方向でも押出方向に対して横方向でもカレンダ法に比べて明らかに悪いという重大な欠点が対峙する。カレンダ法の場合、プロセス中ローラギャップの手前に小さな溶融物溜まりが形成される。この溶融物溜まりおよびローラギャップ内の圧力は、全方向でのフィルム厚さの均一化に至る。原理に起因して、それにより、チルロール法で一般に達成可能な厚さ公差は明らかに悪い。

本発明の根底には、エクストルーダおよび特に溶融物ポンプの領域から振動が押出ノズルに伝達され得るという認識がある。この振動は運転状態で押出ノズルの流出開口とチルロールローラとの間の間隔の変動に至る。間隔の変動自体は溶融物ウェブの圧縮または引張に至り、このことはやはり厚さ公差の増大に至る。

本発明の根底にはさらに、チルロールローラが自己の不釣合いにより、押出ノズルの流出開口とチルロールローラとの間の間隔の変動に寄与するという認識がある。間隔の変動自体は溶融物ウェブの圧縮または引張に至り、このことはやはり厚さ公差の増大に至る。

それゆえ有利には、押出ノズルの流出開口と冷却されるローラ（チルロールローラ）との間の間隔が運転状態で＋／−５０μｍ以下、特に有利には＋／−２５以下、殊に有利には＋／−１０μｍ以下変化するもしくは時間的に変動する押出機が使用もしくは投入される。

このことは例えば、＋／−１０μｍ以下、有利には＋／−５μｍ以下の回転精度もしくは偏心度を有する冷却されるローラ（チルロールローラ）が使用されることにより達成され得る。この手段により、振動は＋／−２５μｍ以下の範囲に低減され得る。振動の低減は驚くべきことに減じられた厚さ公差に、とりわけ０．８角度分以下、有利には０．５角度分以下の範囲のレーザ偏向への、結果として得られるフィルムの飛躍的に改善された表面品質に至る。

＋／−１０μｍ以下、有利には＋／−５μｍ以下の回転精度を有する、本発明の目的のために適した冷却可能なローラ（チルロールローラ）は、この精度で製作されることができ、押出機のための部品の製造者で入手可能である。記載の回転精度は、組み付けられた状態もしくは運転状態に関する。ローラはそれゆえ正確に製作されているとともに、高い精度で押出機にポジショニングかつセンタリングされていなければならない。

押出ノズルの流出開口と冷却されるローラの表面の１点との間の間隔（運転状態）もしくはそれぞれ最小または最短の間隔（静止状態）は、例えば光学的な測定センサまたはレーザ距離測定により実質的に、任意に選択された測定点間で測定され得る。有利には、押出ノズルの流出開口の近傍の測定点と、そこから、最短の測定区間が静止状態で生じるローラ表面上の測定点とが選択される。その際、重要なのは、間隔そのものではなく、運転状態での間隔の時間的な変動である。有利には、この間隔は、温度に依存しない２つの間隔センサにより測定される。間隔センサはそれぞれ押出ノズルの流出開口の左右にポジショニングされている。その結果、両間隔センサはそこから、有利には、冷却されるローラの表面に対する単数のそれぞれの最短の間隔もしくは複数の最短の間隔（静止状態）を検出し得る。運転状態ではこの間隔もしくはこれらの間隔の変動が検出される。両測定センサの値は引き続いて計算により平均され得る。そうして求められた値は、押出ノズルの流出開口と冷却されるローラ（チルロールローラ）との間の運転状態での平均的な間隔の変化に相当する。

押出ノズルの流出開口と冷却されるローラ（チルロールローラ）との間の運転状態での平均的な間隔の時間的な変動もしくは変化の制限は、種々異なる形式で達成され得る。

別の技術的な手段は、冷却されるローラ（チルロールローラ）を保持するローラ台を単数または複数の点で、例えば支材、例えば鋼から成る支材を介して、固く押出ノズルに例えばねじ締めまたはリベット締めにより結合することであり得る。この簡単な手段により、押出ノズルの流出開口と冷却されるローラとの間の平均的な間隔にネガティブな影響を及ぼす振動は既に明らかに減じられる。

別の技術的な手段は、冷却されるローラ（チルロールローラ）を保持するローラ台を押出ノズルに少なくとも２つのアクチュエータを介して結合することであり得る。この場合、アクチュエータは閉ループ制御回路を介して制御されるので、アクティブに押出ノズルの流出開口と冷却されるローラとの間の間隔変化に抗して働く。この手段により、押出ノズルの流出開口と冷却されるローラとの間の平均的な間隔にネガティブな影響を及ぼす振動は再度大幅に減じられる。アクチュエータ、例えばピエゾアクチュエータは、例えばローラの左右に設置され、押出ノズルの流出開口の左右の点で押出ノズルに結合され得る。場合によってはさらに、付加的な堅固な支材がローラ台と押出ノズルとの間に取り付けられてもよい。

上記の技術的な手段は、単独で使用されてもよいし、有利には組み合わされて使用されてもよい。

溶融物ポンプ
特定の効果は、仮に上述の手段の範囲内になくても、付加的に、押出機がエクストルーダと押出ノズルとの間に溶融物ポンプを有していると達成され得る。溶融物ポンプは、エクストルーダから押出ノズルへの、さもなければ変動する溶融物圧力のレベリング、つまり平均化を達成し、それによりやはり振動伝達の減少に寄与する。

有利には、溶融物ポンプが押出ノズルから、振動伝達の回避のためにデカップリング、つまり切り離されている押出機が使用される。デカップリングは機械的に、例えば溶融物のためのフレキシブルな耐高温性の管路を介して実現され得る。

溶融物ポンプから押出ノズルへの振動伝達の減少または回避は、再度減じられた厚さ公差および改善された表面品質を有するフィルムが入手され得るという利点を有している。

押出ノズルの流出開口のエッジ半径
有利な実施形態で本発明によるフィルムの僅かな厚さ公差に寄与し得る別の特徴は、最高５０μｍ、有利には最高３０μｍまたは３０μｍ未満、特に有利には最高２５μｍまたは２５μｍ未満の押出ノズルの流出開口のエッジの半径である。押出ノズルの流出開口のエッジの半径は、有利には流出開口の幅にわたって最高＋／−５％または＋／−５％未満の不均一性を有している。比較的シャープで著しく均一なエッジは恐らく溶融物ウェブの特に良好な剥離に至り、このことは僅かな厚さ公差を有するフィルムの入手に寄与し得る。有利には、流出開口のエッジもしくは両エッジは、４５〜１００°、有利には９０°の角度を有している。

ノズルリップ領域の内表面の粗さは、製作されるフィルムの表面品質に影響を及ぼし得る。ノズルリップ領域の内表面は、分配通路および場合によっては存在する堰止め島の下流の領域である。ノズルリップ領域の内表面は、押出ノズルの性質次第で、流出開口から押出ノズルの内部に測って約０．５〜５ｃｍに達する。ノズルリップ領域の内表面は有利には、ＤＩＮ４７６８に基づき、０．０１μｍ〜０．００２μｍまたはそれ以下の粗さＲ_ａ、０．０８μｍ〜０．０１５μｍのＲ_ｚおよび０．１０μｍ〜０．０２５μｍのＲ_ｍａｘを有していることが望ましい。

摩擦を減じるコーティング
有利には、押出ノズルのノズルリップ領域の内表面に、摩擦を減じるコーティングが施されている。このことは、プロセス信頼性、特に長時間運転中のプロセス信頼性が高められるという利点を有している。押出機の比較的長い運転後、例えば２０〜６０時間の連続運転後、望ましくない堆積物がノズルリップ領域内に形成され得る。この堆積物はフィルム表面に「ノズルライン（Ｄｕｅｓｅｎｌｉｎｉｅ）」もしくはダイラインを惹起し得る。フィルム上のノズルラインは時に目視可能であり得る。そうなると「押出縞（Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎｓｓｔｒｅｉｆｅｎ）」と呼ばれる。特に問題であるのはしかし、極めて微細な、肉眼では認識できないノズル縞である。フィルムはその場合外見からは何の問題もないように見える。しかし、そのようなフィルムを光学的なデータキャリアの製作のために使用すると、欠陥箇所の結果として、データの読取時のエラーが発生し得る。ノズルラインは、押出ノズルのノズルリップ領域の内表面に、摩擦を減じるコーティングが施されると、決定的に減じられるか、またはそれどころか完全に回避され得る。ノズルリップ領域の弾性に影響を及ぼさないようにするために、コーティングは厚すぎるべきではない。有利なのは、３〜３０、有利には５〜２０μｍの範囲の全厚さを有するコーティングである。

ノズルリップ領域は有利には分解可能なエレメントに分割され、それにより内表面の処理時により良い接近性を可能にする。

有利な粗さ範囲は、ノズルリップ領域の内表面の研磨または被覆により達成され得る。ＥＰ１１１７７３１Ｂ１によれば、ノズルリップ領域の内表面には、例えばクロムめっきが施され、付加的にさらに研磨され得る。

コーティングは、有利にはＮｉ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣ、ＴｉＡｌＮ、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ−Ｃａｒｂｏｎ）または別のダイヤモンドに似た炭素コーティングから成ることができる。これらのコーティングは、ＥＰ１１１７７３１Ｂ１に記載されるようなクロムコーティングに対して、より長い、１０倍まで延長された寿命の利点を有している。相応のコーティングおよび鋼表面上へのその被着は、例えばＵＳ５４７６１３４またはＵＳ４６３７４７７から、当業者にとって原理的に公知である。

相応のコーティングをノズルリップ領域の内表面に被着する適当な方法は、例えば物理気相蒸着法（ＰＶＤ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法：例えばＵＳ５４７６１３４またはＵＳ４６３７４７７参照）である。コーティングは単層または有利には複層に実施されていることができる。複層のコーティング時、押出ノズルの比較的軟らかい鋼もしくは鋼合金上に、有利にはまず硬い層、例えば１０〜２０μｍの厚さのニッケル層が被着され得る。このニッケル層はその後、さらに硬い層、例えば２〜５μｍの厚さのＴｉＮ層、ＣｒＮ層またはＤＬＣ層で覆われる。内側のニッケル層と、その上に被着されるＴｉＮ層、ＣｒＮ層またはＤＬＣ層とを備えた、ノズルリップ領域の内表面の複層のコーティングは、特にポリカーボネートから成るフィルムの押出成形のために有利である。

熱可塑性のプラスチックとしてポリエチレンテレフタラートを選択した場合、特に炭化タングステンコーティングが、ノズルリップ領域の内表面のための、摩擦を減じるコーティングとして有利である。炭化タングステンコーティングはプラズマコーティングの方法で被着され得る。

押出ノズルリップ領域内の押出ノズルの内表面は、冶金学的または化学的に変更またはドープされていることができる。

押出ノズルリップ領域内の押出ノズルの内表面には、フッ素化合物から成る単層または複層のコーティングが設けられていることができる。

流出する溶融物フィルムの加熱
有利には、溶融物ウェブが押出ノズルからの流出部とチルロールローラへの載着点との間の経路上で加熱される。このことは、分子内歪が減じられた形でのみ発生するという利点を有している。有利なのは、溶融物ウェブを、それがチルロールローラへの載着点でまたはその直前で、押出成形されるプラスチックのガラス転移温度を上回る少なくとも３０、少なくとも４０、少なくとも５０、少なくとも６０または少なくとも８０℃の温度を有するように加熱することである。

ガラス転移温度とはここでは特に、ＩＳＯ１１３５７−２の３．３．３に基づく中間点温度Ｔ_ｍｇと解される。測定は、可塑剤添加なしに、１００ｐｐｍ未満の残留モノマー含有量（ＲＥＭＯ）、１０℃／分の加熱率で、窒素雰囲気の下で行われる。

ハウジング／不活性ガス雰囲気
有利には、溶融物ウェブが押出ノズルからの流出部とチルロールローラへの載着点との間でハウジングにより包囲されている押出機が使用もしくは投入される。このことは一方では溶融物ウェブの効果的な加熱を可能にし、同時に溶融物ウェブを押出ノズルからの流出部とチルロールローラへの載着点との間の経路上で不活性ガス、例えば窒素により包囲する可能性を開く。後者は、望ましくない変色または濁りに至り得るプラスチック材料内の酸化過程が減少または回避されるという利点を有している。

フィルム
本発明は、１０〜１５０、有利には２０〜１２０、特に３０〜１００μｍの厚さを有する熱可塑性、有利には透明の熱可塑性のプラスチックから成るフィルム、特に押出成形されたフィルムに関する。

面内複屈折
フィルムの面内複屈折（Ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）は、光路差から算出される。フィルム表面に関して垂直に入射する光線の複屈折に基づく光路差は、例えば偏光顕微鏡（偏向計）の原理にしたがって測定され得る。面内複屈折を測定する方法は当業者に周知である（例えばＩＳＯ１１４５５参照）。

フィルムは、垂直の透過時に最高２５ｎｍ、特に最高２０ｎｍ、有利には最高１５ｎｍ、有利には最高１２、特に最高１０または最高５ｎｍの光路差を惹起する複屈折（面内複屈折）を有している。面内複屈折は例えば２〜１０ｎｍまたは２〜５ｎｍであり得る。この値を有するフィルムは、光学的かつ機械的に等方性もしくはほぼ等方性と呼ばれ、高い要求を有する光学的な使用のために適している。

垂直複屈折
本発明による押出成形されたフィルムはとりわけ、キャスティングされたフィルム（例えばＥＰ３５１８８６参照）とは、明らかに僅かな垂直複屈折（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ：これに関しては例えばＥＰ１２０２２６１Ａ１参照）により区別される。本発明によるフィルムの垂直複屈折は、最高０．０００４、有利には最高０．０００３である。垂直複屈折を測定する適当な測定法は、例えばＥＰ１２０２２６１Ａ１第１１頁第４４行〜第１２頁第２４行に詳述されている。原理は面内複屈折に対して４５°の光入射角に基づく。垂直複屈折を測定する方法は当業者に周知である。

垂直複屈折における低い値は特に、本発明によるフィルムが光学的なデータキャリアに使用される際に有利である。データキャリアの走査のためのレーザ光学系の開口数が高ければ高いほど、斜めに入射するレーザビームの成分はますます大きくなる。特に、高い開口数を有する光学系では、信号対雑音比が垂直複屈折の増加に伴い悪化する。

表面品質
フィルムは驚くべきことに表面のいずれの領域にも、１２ｃｍの直径を有する円形の面積に関して、有利には１ｍ^２の面積に関して、特に有利には１０ｍ^２の面積に関して、０．８角度分よりも大きな、有利には０．５角度分よりも大きな、垂直に入射する光線の偏向を有しない。

特にフィルムは表面のいずれの領域にも、１２ｃｍの直径を有する円形の面積に関して、０．６よりも大きなもしくは０．５角度分よりも大きな、垂直に入射する光線の偏向を有しない。

測定は、フィルムを通過するレーザビームが受ける偏向角の記録により行われる。このために、「レーザ偏向法（Ｌａｓｅｒ−Ｄｅｆｌｅｋｔｉｏｎｓ−Ｍｅｔｈｏｄｅ）」が使用される。全押出幅にわたって、ステップモータにより運転される可動テーブルにより、レーザビームがフィルムの垂直な透過時に受ける角度偏差が測定される。フィルムの、本発明により要求される表面品質を検証するために、１２ｃｍの直径を有する円形の面積を有する打抜片またはそれぞれ１または１０ｍ^２のフィルムウェブの区分が測定され得る。

フィルムの表面品質の測定は例えば、６３２．８ｎｍのレーザビームが押出方向に対して横方向でフィルムを垂直に透過する際に受ける角度偏差が全押出幅にわたって測定されることにより行われ得る。このことは、ステップモータにより運転される可動テーブルにより実施され得る。使用されるレーザビームの直径はその際有利には、検出したい欠陥箇所、例えばノズルラインまたは押出縞の寸法よりも小さいか、または最高でもほぼ同じ大きさであり得る。このことは市販のレーザ装置において実際常に提供されている。透過されるビームはその後偏向角の拡大のためにテレスコープを通走し、位置および強度に敏感なデジタル式の光センサに衝突する。この光センサは、光センサに衝突するスポットの強度および／または中心の場所を測定し、かつ強度および／または場所をシリアルインターフェースを介してｘｙ座標で出力する。ノズルラインの評価のためには、そのうちのｙ成分だけが重要である。

厚さ公差
フィルムは特に、１２ｃｍの直径を有する円形の面積に関して、＋／−１％以下、有利には０．５％以下の厚さ公差もしくはフィルムの厚さにおける差異を有している。百分率で表した偏差はその際、１２ｃｍの直径を有する円形の面積内の最大の厚さ値と最小の厚さ値の平均に関する。この仕様は、フィルムが例えば高い記憶密度、例えば２５ギガバイト（ＧＢ）以上の記憶密度を有する光学的なデータキャリアの製作のために適していることを保証する。１００μｍの厚さのフィルムに関して、中間値からの厚さ偏差はそれゆえ１２ｃｍの直径を有する円形の面積内で＋／−１μｍ以下である。

厚さ公差の測定は、当業者に公知の干渉式の層厚さ測定により測定され得る。

干渉式の層厚さ測定のために、例えばアクロマティックな測定ヘッドが使用され得る。層厚さ測定は、フィルムの両界面で反射される光の重なりに基づく。材料の屈折率が既知であるとき、反射される光のスペクトルから層厚さが測定され得る。

プラスチック
フィルムは、熱可塑性、有利には透明の熱可塑性のプラスチックから成る。有利には、フィルムが、例えばＤＩＮ５０３３／５０３６に基づき、少なくとも６０％、有利には６５〜９２％の範囲の、昼光（標準光Ｄ６５）τ_Ｄ６５のための光透過度を有している。

フィルムは例えばポリメチルメタクリラート−プラスチック、耐衝撃性に改質されたポリメチルメタクリラート、ポリカーボネート−プラスチック、ポリスチレン−プラスチック、スチレン−アクリル−ニトリル−プラスチック、ポリエチレンテレフタラート−プラスチック、グリコール改質されたポリエチレンテレフタラート−プラスチック、ポリビニルクロリド−プラスチック、ポリオレフィン−プラスチック、シクロオレフィン系コポリマー（ＣＯＣ）、ＰＰＳ−プラスチックまたはＰＰＳＵ−プラスチック、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）−プラスチックまたは種々異なる熱可塑性のプラスチックの混合物（ブレンド）から成り得る。

フィルムは有利には、１００００〜４５０００、有利には１２０００〜２５０００、特に有利には１５０００〜２００００の平均分子量Ｍｗ（重量平均）を有する線状または分枝状のポリカーボネートから成る。

分子量Ｍｗ（重量平均）の測定は、例えばゲル浸透クロマトグラフィまたは散乱光法により行われ得る（例えばＨ．Ｆ．Ｍａｒｋ他著、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、第２版、第１０巻、第１頁以下、Ｊ．Ｗｉｌｅｙ、１９８９年参照）。

使用
本発明によるフィルムは、例えば光学的なデータキャリア内の透明な層を構成するために、光学的なデータキャリアのカバーフィルムとして、光学的なデータキャリアの掻き傷保護のためのカバーフィルムとして、光学的なデータキャリアの情報層のための担体材料として、または液晶モニタ内の機能性のフィルムとして使用され得る。

例
例１
約２００００（ドルトン）の平均分子量Ｍｗ（重量平均）を有するポリカーボネート成形材料のチルロール押出成形による本発明によるフィルムの製造
押出機は、シングルスクリューエクストルーダと、溶融物ポンプと、６８０ｍｍ×０．４ｍｍの流出開口を有するワイドスリット押出ノズルとから成る。ワイドスリット押出ノズルはスーパーフレックスリップ（ＥＰ−Ａ３６７０２２参照）として構成されている。

リップ領域における押出ノズルの内表面は研磨されている。その結果、０．００２μｍの粗さＲ_ａ、０．０１５μｍのＲ_ｚおよび０．０２５μｍのＲ_ｍａｘが達成される。押出ノズルの内表面には、１５μｍのニッケルおよび５μｍのＣｒＮから成るデュプレックスコーティングが施される。

流出領域におけるノズルリップの半径は、約１００〜２００μｍであり、幅にわたって＋／−５０μｍの半径均一性を有している。

ワイドスリット押出ノズルの流出開口に対して２５ｍｍの間隔を置いて、チルロールローラが中央にポジショニングされている。ローラは、４００ｍｍの直径および７００ｍｍの幅を有する。ローラ表面は、ＤＩＮ４７６８に基づいて測定された、≦０．００３μｍの粗さＲ_ａおよび＜０．２５μｍのＲ_ｍａｘを有する。ローラは、≦３μｍの回転精度を有する。

押出ノズルはローラ台に、押出ノズルの流出開口の左右の２点で、５ｃｍ×１ｃｍの横断面を有する鋼形材支持体を介して固く結合されている。

チルロールローラの温度は、１００℃〜１３０℃の間、有利には１１０℃〜１２０℃の間に調節される。

溶融物流の温度は約２４０℃である。溶融物フィルムはほぼ接線方向でローラ表面に当接し、約１８０°にわたってローラに巻き掛かる。

ノズルからの溶融物の流出部とチルロールローラへの当接点との間の区間は、ハウジングにより囲まれており、内部の温度は約１２０℃である。このハウジングは加熱され得るか、または保護ガス雰囲気下で例えば加熱され濾過された（クリーンルーム等級１００）窒素で満たされていることができる。

別のローラの巻掛後、フィルムウェブの厚さは、横断方向で可動に配置された非接触式の測定システムにより求められ、電子的に処理された情報により、ノズルの溶融物分布は伸張ボルトシステムにより幅にわたって制御される。

比較例１
比較例１は例１とは、固定的な結合がローラ台と押出ノズルとの間に存在しない点で区別される。

例２
例２は例１とは、押出ノズルがローラ台に押出ノズルの流出開口の左右の２点でピエゾアクチュエータを介して結合されている点で区別される。ピエゾアクチュエータは、光学的な間隔測定部に統合された閉ループ制御回路を介して制御され、押出ノズルの流出開口と冷却されるローラ（チルロールローラ）との間の間隔変化に抗してアクティブに働く。

例３
例３は例２とは、流出領域におけるノズルリップの半径が約２５μｍであり、幅にわたって＋／−１μｍの半径均一性を有している（シャープなエッジ）点で区別される。

比較例１および例１〜３で得られるフィルムの重要な測定量を、１２ｃｍの直径を有する打ち抜かれた円形の面積片で測定し、以下の表にまとめた。

本発明による押出機を斜め横から見た概略図である。 本発明による押出機を横（押出方向に対して横方向）から見た概略図である。 本発明による押出機を前から見た概略図である。

符号の説明

１０ 押出ノズル
２０ 溶融物膜／フィルム
３０ チルロールローラ
４０ 間隔測定センサ
５０ ローラ台
６０ 剛性的な結合部
７０ ピエゾアクチュエータ
８０ 間隔
９０ 制御器

Claims (13)

1. 熱可塑性のプラスチックを、エクストルーダと、ワイドスリット形状の流出開口を備えた押出ノズルと、ローラ台に固定され冷却されるチルロールローラとを有する押出機で溶融し、圧送し、面状の溶融物ウェブの形で押出ノズルの流出開口から流出させ、該溶融物ウェブを、冷却されるチルロールローラに接触させ、かつ冷却する、熱可塑性のプラスチックからフィルムを製造する方法において、
   前記ローラ台が押出ノズルに堅固に結合されており、押出ノズルの流出開口と冷却されるチルロールローラの表面との間の間隔が運転状態で＋／−５０μｍよりも大きく時間的に変動しない押出機を使用する
   ことを特徴とする、熱可塑性のプラスチックからフィルムを製造する方法。
2. 冷却されるチルロールローラが、＋／−１０μｍ以下の回転精度を有している、請求項１記載の方法。
3. 冷却されるチルロールローラをローラ台に固定し、該ローラ台を押出ノズルに少なくとも２つのアクチュエータを介して結合し、これらのアクチュエータを、閉ループ制御回路を介して制御して、押出ノズルの流出開口と冷却されるローラとの間の間隔変化にアクティブに反応させる、請求項１または２記載の方法。
4. 押出ノズルの流出開口のエッジが最高５０μｍの半径を有し、不均一性が＋／−５％以下である、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 押出機がエクストルーダと押出ノズルとの間に溶融物ポンプを有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 押出ノズルのノズルリップ領域の内表面に、摩擦を減じるコーティングを施す、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 前記コーティングが、Ｎｉ、ＣｒＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣ、ＴｉＡｌＮ、ＤＬＣから成る単層または複層の、場合によっては改質されたコーティングまたはダイヤモンドに似た炭素コーティングから成る、請求項６記載の方法。
8. 押出ノズルリップ領域における押出ノズルの内表面を、冶金学的または化学的に変更またはドープする、請求項６または７記載の方法。
9. 押出ノズルリップ領域における押出ノズルの内表面に、フッ素化合物から成る単層または複層のコーティングを設ける、請求項６記載の方法。
10. 溶融物ウェブを押出ノズルからの流出部とチルロールローラへの載着点との間の経路で加熱する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 溶融物ウェブが押出ノズルからの流出部とチルロールローラへの載着点との間でハウジングにより包囲されている押出機を使用する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 溶融物ウェブを押出ノズルからの流出部とチルロールローラへの載着点との間の経路で不活性ガスにより包囲する、請求項１１記載の方法。
13. ノズルリップ領域の内表面が、ＤＩＮ４７６８に基づき、０．０１μｍ〜０．００２μｍまたはそれを下回る粗さＲ_ａ、０．０８μｍ〜０．０１５μｍのＲ_ｚおよび０．１０μｍ〜０．０２５μｍのＲ_ｍａｘを有する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。

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